2.2. Batch extraction experimentPre

2.2. Batch extraction experiment
Preliminary experiments showed that leaching of nutrients from biochar was not a time limited phenomena but rather varied with extractant volume (i.e. an equilibrium as opposed to a kinetically-driven phenomenon). However, we found that equilibrium was reached after only a few hours in early extractions, and required a few days for later extractions. Because the goal of this research was to estimate the maximum amount of nutrients likely to be release by biochar in the natural environment, we performed successive batch extractions of biochar samples in water, each time with removal and replacement of supernatant, and each time allowing for enough time to reach equilibrium. About 0.5 g of each biochar sample was added to 40 mL of distilled deionized (DI) water in 50 mL plastic centrifuge tubes and placed horizontally on a mechanical platform shaker (150 rpm) in the dark. On days 1, 2, 4, 10 and 20, tubes were weighed and centrifuged (4500 rpm) and the supernatant was carefully removed via pipette. The remaining sample was weighed to determine the amount of entrained solution and 40 mL DI water was added prior to the next round of batch extraction. The pH was not held constant because we wished to simulate nutrient release under natural conditions. However, the pH of leachates of successive water extractions did not change significantly for any particular biochar type.

Upon removal, supernatant solutions were filtered (Whatman 40 filter paper) and stored in a refrigerator for no longer than 1 week prior to chemical analysis. The amount of each component leached was calculated as the product of the solution volume (assuming a density 1 g cm− 3) and its concentration, less the amount of the component present at the start of the leach period (the product of the entrained volume and its concentration, that was previously in the supernatant). For comparison, the biochars were also extracted using standard Mehlich-1 (M1) solution over 24 h.

2.3. Column leaching experiment
Column leaching experiments were performed in clear polyvinyl tubes (30.5 cm length × 7.5 cm diameter) screened at the base with a fine mesh polypropylene screen and a fitted rubber stopper at the bottom with a valve inserted into it attached to a tube for control of leachate collection. The columns were packed with 500 g of soil homogenized with 5 g biochar. This represented an addition of biochar C equivalent to about 20% of the native soil organic carbon and made a soil column 15 cm in height. Experimental control columns consisted of 5 g biochar homogenized with 500 g cleaned combusted (450 °C, 3 h) quartz sand or 500 g soil with no biochar. Distilled water was added gently using a small sprinkler system to disperse the water across the surface of the soil. At the start of each run, soils were saturated by adding water to fill columns to the level of the top of the soil surface and then immediately drained, achieving field water holding capacities of 10%, 35% and 44% for the sand, BY and GA soils respectively. Thereafter, each column was leached three times a day with 100 mL of DI water representing 0.65, 0.56 and 0.45 of the total soil pore volume for the sand, BY and GA soil columns, respectively. A total of 1–1.4 L water was added to the columns over the 3–4 days experimental period. The leachates were refrigerated prior to chemical analyses carried out within 2 weeks.

2.4. Analytical methods
Elemental C and N were analyzed using a Carlo Erba CHNS analyzer. All the batch extraction and column leaching samples were analyzed for DOC on a total organic carbon analyzer (Shimadzu TOC-5000A) after acidification to pH 2–3 with 1 M HCl and sparging for 2 min with carbon-free air to remove inorganic C. Total Kjeldahl nitrogen (TKN: organic N + NH4+-N), NH4+-N, and NO3−-N were measured using a continuous autoflow analyzer using EPA methods 351.2, 350.1, and 353.2, respectively. Total P and ortho-P were measured using a Spectro Ciros CCD inductively coupled plasma spectroscope using EPA methods 200.7 and 365.1, respectively. All N and P analyses were carried out at the Analytical Research Laboratory, University of Florida. Using these data, organic N was calculated as TKN minus NH4+-N while organic P was calculated as total P minus ortho-P. The TKN was measured in all batch and column leachates whereas NH4+-N, and NO3−-N were only measured in initial and final leachate samples. Because little NO3−-N was found in most of the samples, TKN is referred to here as N or total N unless otherwise specified. Biochar and soil samples were also analyzed for total P and Fe following method AOAC 985.01 (dry ashing 4 h at 500 °C then acid digestion using both HCl and nitric acid) and amorphous Fe and Al extraction from soils using an ammonium oxalate extraction following McKeague and Day (1966). Additional analytical methods used for biochar characterization including ash and volatile matter content and surface acidity are provided in the Supplemental information section.

2.5. Statistical methods and error
All DOC samples were run in triplicate and were determined in duplicate samples and were re-run if coefficient of variation was > 5%. For ICP analyses, every 20th sample was run twice. Estimates of uncertainty were ± 3.46% for Fe, 6.47% for Al, 2.61% for NH3, 3.16% for TKN, 3.16% for ortho-P and 3.90 for total P. Regression analyses, which were used to predict long term nutrient release rates and correlation between parameters, were performed using Microsoft Excel (MS, 2003) tool pack.

3. Results
3.1. Batch biochar extraction
During the batch extraction experiment, fresh biochar samples released large amounts of DOC, N and P into water, which generally decreased exponentially with time, or more correctly, with leachate volume (Fig. 1a, b, c). Concentrations of nutrients released by biochar in the first 40 mL of water addition ranged from 355 to 4429 μg DOC g− 1, 0 to 302 μg N g− 1 and 159 to 1536 μg P g− 1. By the third batch extraction, after 120 mL of water addition, nutrient concentrations of all fresh biochars stabilized at ranges of 187–1255 μg DOC g− 1, 0–73 μg N g− 1 and 0–224 μg P g− 1. Initial release of P was greater than N, but decreased more rapidly so that N release was greater than that of P in later leachates. On average, lower temperature fresh biochars (250 °C) leached more nutrients (by 66, 67 and 23% for DOC, N and P, respectively) than higher temperature biochars (650 °C) and grass biochars released more nutrients (by 22, 86 and 56% for DOC, N and P, respectively) than oak biochars. Pine biochars generally exhibited behaviors quantitatively intermediate to those of oak and grass of the same charring temperatures. For brevity, pine biochar results are not shown in tables and figures but were used in statistical comparisons of nutrient extraction techniques.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2.2. ชุดทดลองสกัด
ทดลองเบื้องต้นพบว่า การละลายของสารอาหารจาก biochar ไม่เวลาจำกัดปรากฏการณ์ แต่แตกต่างกันแต่ มีเสียง extractant (เช่นการสมดุลตรงข้ามกับปรากฏการณ์ที่ขับ kinetically) อย่างไรก็ตาม เราพบว่า สมดุลแล้วหลังจากเพียงไม่กี่ชั่วโมงในต้นสกัด และจำเป็นไม่กี่วันสำหรับสกัดในภายหลัง เนื่องจากเป้าหมายของการวิจัยนี้เป็นการ ประเมินจำนวนสารอาหารที่จะ นำออกใช้ โดย biochar ในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ เราทำต่อเนื่องชุดสกัดอย่าง biochar ในน้ำ ทุกครั้งที่ มีการเอาออกและแทนที่ของ supernatant และแต่ละเวลาให้พอเวลาถึงสมดุล เกี่ยวกับ 0g 5 ของแต่ละอย่าง biochar เพิ่ม 40 mL ของน้ำกลั่น deionized (DI) ในท่อเครื่องหมุนเหวี่ยงพลาสติก 50 มล. และวางในแนวนอนที่แพลตฟอร์มเครื่องเชคเกอร์ (150 rpm) ในมืด วัน 1, 2, 4, 10 และ 20 หลอดถูกชั่งน้ำหนัก และ centrifuged (4500 รอบต่อนาที) และ supernatant ถูกเอาออกผ่านเปตต์อย่างระมัดระวัง ตัวอย่างที่เหลือถูกชั่งน้ำหนักเพื่อกำหนดจำนวนของฟอง และเพิ่มน้ำ 40 mL DI ก่อนรอบถัดไปของชุดแยก PH ไม่จัดคง เพราะเราปรารถนาแสร้งปล่อยธาตุอาหารสภาวะธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม pH leachates สกัดน้ำต่อเนื่องได้ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญสำหรับชนิด biochar เฉพาะใด ๆ

เมื่อเอา โซลูชั่น supernatant ที่กรอง (Whatman 40 กระดาษกรอง) และเก็บไว้ในตู้เย็นไม่เกิน 1 สัปดาห์ก่อนการวิเคราะห์ทางเคมี จำนวนของส่วนประกอบแต่ละ leached ถูกคำนวณเป็นผลคูณของปริมาตรโซลูชัน (สมมติว่ามีความหนาแน่น 1 g cm− 3) และความเข้มข้นของ หักยอดเงินของส่วนประกอบอยู่ที่จุดเริ่มต้นของรอบระยะเวลาลีช (ผลิตภัณฑ์ปริมาณฟองและความเข้มข้นของ ที่อยู่ก่อนหน้านี้ใน supernatant) สำหรับการเปรียบเทียบ biochars ถูกยังสกัดโดยใช้สารละลาย Mehlich-1 (M1) มาตรฐานกว่า 24 h.

2.3 คอลัมน์ละลายทดลอง
คอลัมน์ดำเนินทดลองละลายในโพลีไวนิลล้างท่อ (30.5 ซม.ความยาว× 75 cm เส้นผ่าศูนย์กลาง) ฉายที่ฐาน มีหน้าจอตาข่ายดี polypropylene และจุกยางผ่อนที่ด้านล่างกับวาล์วที่แทรกมากับหลอดควบคุมของ leachate คอลเลกชัน คอลัมน์เต็มไป ด้วยของดิน homogenized เป็นกลุ่มกับ biochar 5 กรัม 500 กรัม นี้แสดงเพิ่มของ biochar C ที่เทียบเท่ากับประมาณ 20% ของคาร์บอนอินทรีย์ของดินดั้งเดิม และทำคอลัมน์ดิน 15 ซ.ม.สูง ทดลองควบคุมคอลัมน์ consisted ของ 5 g biochar homogenized เป็นกลุ่มทรายควอตซ์เป็น (450 ° C, 3 h) ทำความสะอาด 500 กรัมหรือ 500 กรัมดิน biochar ไม่ น้ำกลั่นเพิ่มเบา ๆ ใช้ระบบป้องกันอัคคีภัยขนาดเล็กกระจายน้ำผ่านผิวดิน ที่เริ่มต้นของแต่ละรัน ดินเนื้อปูนได้อิ่มตัว โดยการเพิ่มน้ำเพื่อเติมคอลัมน์ระดับด้านบนของผิวดิน และจากนั้น ทันทีระบาย ออก บรรลุเป็นใจ GA และฟิลด์น้ำถือกำลัง 10%, 35% และ 44% ทราย ตามลำดับ หลังจากนั้น แต่ละคอลัมน์มี leached วันกับ 100 มลแทน 0.65, 0.56 และ 0.45 ของดินรวมของระดับเสียงที่ใช้รูขุมขนทราย โดยน้ำ DI และ GA ดินคอลัมน์ ตามลำดับ จำนวน 1 – 1.4 L น้ำมีเพิ่มคอลัมน์ในช่วง 3 – 4 วันทดลอง Leachates ถูกรเออร์ก่อนวิเคราะห์เคมีดำเนินการภายใน 2 สัปดาห์.

2.4 วิธีวิเคราะห์
ธาตุ C และ N ได้วิเคราะห์โดยใช้วิเคราะห์ Carlo Erba CHNS ชุดสกัดและละลายตัวอย่างคอลัมน์ทั้งหมดถูกวิเคราะห์สำหรับเอกสารบนวิเคราะห์อินทรีย์คาร์บอนทั้งหมด (Shimadzu TOC-5000A) หลังจากยูกับค่า pH 2-3 กับ 1 M HCl และ sparging ใน 2 นาทีด้วยอากาศปราศจากคาร์บอนเอาอนินทรีย์ไนโตรเจน C. รวม Kjeldahl (TKN: อินทรีย์ N NH4 -N), NH4 -N และ NO3−-N ถูกวัดโดยใช้การวิเคราะห์ต่อเนื่องลื่นไหลอัตโนมัติใช้วิธี EPA 351.2, 350.1 และ 353.2 ตามลำดับ รวม P และ ortho P ถูกวัดโดยใช้ spectroscope พลาสม่าท่าน Spectro Ciros CCD ใช้วิธี EPA 200.7 และ 365.1 ตามลำดับ วิเคราะห์ N และ P ทั้งหมดถูกดำเนินในการวิเคราะห์วิจัย มหาวิทยาลัยฟลอริดา ใช้ข้อมูลเหล่านี้ N อินทรีย์ถูกคำนวณเป็น TKN ลบ NH4 -N ในขณะที่คำนวณเป็น P รวมลบ ortho P. P อินทรีย์ TKN ถูกวัดใน leachates ชุดและคอลัมน์ทั้งหมดในขณะที่ NH4 -N และ NO3− N มีเฉพาะวัดในตัวอย่างเริ่มต้น และสุดท้าย leachate เนื่องจากพบน้อย NO3−-N เป็นตัวอย่าง TKN จะเรียกที่นี่ว่า N หรือรวม N เป็นใจไป Fe และ Al แยกจากที่ใช้สกัดออกซาเลตเป็นแอมโมเนียต่อ McKeague และวัน และตัวอย่าง Biochar และดินยังได้วิเคราะห์สำหรับ P และ Fe ตามวิธี AOAC 985.01 (แห้ง ashing h 4 ที่ 500 ° C แล้วกรดย่อยอาหารใช้ HCl และกรดไนตริก) รวม (1966) ใช้สำหรับจำแนก biochar เถ้าและระเหยวิธีวิเคราะห์เพิ่มเติมเรื่องเนื้อหา และให้มีพื้นผิวในส่วนข้อมูลเพิ่มเติม

2.5 วิธีการทางสถิติและข้อผิดพลาด
ตัวอย่างเอกสารทั้งหมดถูกเรียกใช้ใน triplicate และถูกกำหนดในตัวอย่างซ้ำ และถูกเรียกใช้ใหม่ถ้าสัมประสิทธิ์ของความแปรผันที่ > 5% สำหรับวิเคราะห์ ICP ทุกอย่าง 20 ถูกเรียกใช้สองครั้ง การประเมินความไม่แน่นอนถูก± 3.46% Fe, 6.47% Al, 2.61% NH3, 3.16% TKN, 3.16% ortho P และเป็น 3.90 สำหรับรวม P. ถดถอยวิเคราะห์ ซึ่งใช้ในการทำนายอัตราการปล่อยธาตุอาหารระยะยาวและความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ ดำเนินการโดยใช้ Microsoft Excel (MS, 2003) ชุดเครื่องมือการ

3 ผล
3.1 ชุดสกัด biochar
ระหว่างชุดทดลองสกัด ตัวอย่างสด biochar ออกขนาดใหญ่ของ DOC, N และ P เป็นน้ำ ซึ่งโดยทั่วไปลดลงเป็นทวีคูณเมื่อเวลา หรือถูกต้องมากขึ้น ปริมาณ leachate (Fig. 1a, b, c) ความเข้มข้นของสารอาหารออก โดย biochar ใน mL 40 แรกของน้ำนี้อยู่ในช่วงจาก 355 การ 4429 μg อก g− 1, 0-302 μg N g− 1 และ 159-1536 μg P g− 1 โดยสามชุดสกัด หลัง 120 mL ของน้ำนอกจากนี้ ธาตุอาหารความเข้มข้นของ biochars ทั้งหมดสดเสถียรที่ช่วงของ 187 – 1255 μg อก g− 1, μg 0 – 73 N g− 1 และ 0-224 μg P g− 1 รุ่นเริ่มต้นของ P มีค่ามากกว่า N แต่ลดลงมากอย่างรวดเร็วเพื่อให้ปล่อย N มีมากกว่าของ P ใน leachates ในภายหลัง โดยเฉลี่ย ต่ำกว่าอุณหภูมิที่สด biochars (250 ° C) leached เพิ่มเติมสารอาหาร (66, 67 และ 23% สำหรับเอกสาร N และ P ตามลำดับ) biochars อุณหภูมิสูง (650 ° C) และหญ้า biochars ออกสารอาหารเพิ่มเติม (22, 86 และ 56% DOC, N และ P ตามลำดับ) กว่าโอ๊ค biochars Biochars สนโดยทั่วไปจัดแสดงพฤติกรรม quantitatively กลางของโอ๊คและหญ้าของอุณหภูมิ charring เดียวกัน กระชับ สน biochar ผลจะไม่แสดงในตารางและตัวเลข แต่ใช้ในการเปรียบเทียบธาตุอาหารสกัดเทคนิคทางสถิติ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2.2 การทดลองการสกัดชุด
การทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าการชะล้างของสารอาหารจาก biochar ไม่ใช่ครั้งปรากฏการณ์ที่ จำกัด แต่แตกต่างกันกับปริมาณของสารสกัด (เช่นสมดุลเมื่อเทียบกับปรากฏการณ์ kinetically ที่ขับเคลื่อนด้วย) แต่เราพบว่าสมดุลก็มาถึงหลังจากนั้นเพียงไม่กี่ชั่วโมงในการสกัดสารที่ต้นและต้องไม่กี่วันต่อมาเพื่อสกัด เพราะเป้าหมายของงานวิจัยนี้คือการประเมินจำนวนเงินสูงสุดของสารอาหารที่มีแนวโน้มที่จะปล่อยโดย biochar ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่เราดำเนินการสกัดชุดต่อเนื่องของกลุ่มตัวอย่าง biochar ในน้ำทุกครั้งที่มีการกำจัดและการเปลี่ยนใสและในแต่ละครั้งเพื่อให้สามารถ มีเวลาพอที่จะไปถึงความสมดุล ประมาณ 0.5 กรัมของตัวอย่าง biochar แต่ละถูกบันทึกอยู่ใน 40 มิลลิลิตรกลั่นกลั่นปราศจากไอออน (DI) น้ำ 50 มล. ในหลอด centrifuge พลาสติกและวางแนวนอนบนเครื่องปั่นแพลตฟอร์มกล (150 รอบต่อนาที) ในที่มืด ในวันที่ 1, 2, 4, 10 และ 20 หลอดถูกชั่งน้ำหนักและหมุนเหวี่ยง (4500 รอบต่อนาที) และใสจะถูกลบออกอย่างระมัดระวังผ่านปิเปต ตัวอย่างที่เหลือได้รับการชั่งน้ำหนักเพื่อกำหนดจำนวนของการแก้ปัญหาฟองและน้ำ 40 มิลลิลิตร DI ถูกเพิ่มเข้ามาก่อนที่จะมีรอบต่อไปของการสกัดชุด ค่าความเป็นกรดไม่ได้จัดขึ้นอย่างต่อเนื่องเพราะเราอยากจะจำลองการปล่อยสารอาหารภายใต้สภาพธรรมชาติ แต่ความเป็นกรดด่างของน้ำชะของน้ำสกัดต่อเนื่องไม่ได้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญสำหรับประเภท biochar ใดเมื่อกำจัดโซลูชั่นใสถูกกรอง (กระดาษกรอง Whatman 40) และเก็บไว้ในตู้เย็นไม่เกิน 1 สัปดาห์ก่อนที่จะมีการวิเคราะห์ทางเคมี ปริมาณของส่วนประกอบแต่ละชะล้างที่คำนวณได้เป็นผลิตภัณฑ์ของปริมาณการแก้ปัญหา (สมมติว่ามีความหนาแน่น 1 กรัม ซม. -3) และความเข้มข้นของมันน้อยกว่าปริมาณขององค์ประกอบปัจจุบันที่เริ่มต้นของระยะเวลาการกรอง (ผลิตภัณฑ์ของปริมาณฟอง และความเข้มข้นของการที่ก่อนหน้านี้ในใส) สำหรับการเปรียบเทียบ biochars ยังถูกสกัดโดยใช้มาตรฐาน Mehlich-1 (M1) วิธีการกว่า 24 ชั่วโมง2.3 ชะล้างคอลัมน์การทดลองการทดลองชะล้างคอลัมน์ได้ดำเนินการในท่อพีวีซีใส (ความยาว 30.5 ซม. × 7.5 ซม. เส้นผ่าศูนย์กลาง) ฉายในฐานที่มีหน้าจอที่ดีตาข่ายโพรพิลีนและจุกยางติดตั้งที่ด้านล่างด้วยวาล์วแทรกเข้าไปได้แนบมากับหลอดสำหรับ การควบคุมของการเก็บรวบรวมน้ำชะขยะ คอลัมน์ถูกอัดแน่นไปด้วย 500 กรัมของดินหดหายด้วย 5 กรัม biochar นอกจากนี้เป็นตัวแทนของซี biochar เทียบเท่ากับประมาณ 20% ของดินอินทรีย์คาร์บอนพื้นเมืองและทำคอลัมน์ดิน 15 ซม. ความสูง คอลัมน์ควบคุมการทดลอง 5 กรัม biochar หดหายด้วย 500 กรัมทำความสะอาดเผาไหม้ (450 ° C, 3 ชั่วโมง) ทรายหรือ 500 กรัมดินที่ไม่มี biochar น้ำกลั่นถูกเพิ่มเข้ามาเบา ๆ โดยใช้ระบบสปริงเกอร์ขนาดเล็กเพื่อกระจายน้ำไปบนพื้นผิวของดิน ในช่วงเริ่มต้นของการทำงานในแต่ละดินอิ่มตัวได้โดยการเพิ่มน้ำที่จะเติมคอลัมน์ที่ระดับบนสุดของผิวดินและการระบายน้ำได้ทันทีบรรลุความสามารถในการถือครองน้ำสนาม 10%, 35% และ 44% ในทรายจำแนกตาม และจอร์เจียดินตามลำดับ หลังจากนั้นแต่ละคอลัมน์ถูกชะล้างสามครั้งต่อวันด้วย 100 มล. ของน้ำกลั่นที่เป็นตัวแทนของ 0.65, 0.56 และ 0.45 ของดินปริมาณรูขุมขนรวมสำหรับทรายคอลัมน์โดยจอร์เจียและดินตามลำดับ รวม 1-1.4 ลิตรน้ำถูกบันทึกอยู่ในคอลัมน์กว่า 3-4 วันระยะเวลาการทดลอง น้ำชะได้ในตู้เย็นก่อนที่จะมีการวิเคราะห์ทางเคมีดำเนินการภายใน 2 สัปดาห์2.4 วิธีการวิเคราะห์ธาตุ C และไม่มีการวิเคราะห์โดยใช้การวิเคราะห์คาร์โลเออร์บา CHNS ทั้งหมดสกัดชุดและคอลัมน์ตัวอย่างถูกชะล้างวิเคราะห์ DOC ในการวิเคราะห์คาร์บอนอินทรีย์ (TOC Shimadzu-5000A) หลังจากกรดค่าพีเอช 2-3 1 M HCl และ sparging เป็นเวลา 2 นาทีกับอากาศคาร์บอนฟรีเพื่อลบ C. นินทรีย์ รวม Kjeldahl ไนโตรเจน (TKN: อินทรีย์ยังไม่มี + NH4 +-N), NH4 +-N และ NO3 - N ถูกวัดโดยใช้การวิเคราะห์จัดเรียงข้อความอัตโนมัติอย่างต่อเนื่องโดยใช้วิธีการ EPA 351.2, 350.1, 353.2 และตามลำดับ รวม P และ Ortho-P ถูกวัดโดยใช้ข้อมูลที่ Spectro Ciros ลำแสงพลาสม่า inductively คู่โดยใช้วิธีการ EPA 200.7 และ 365.1 ตามลำดับ : N และ P วิเคราะห์ถูกดำเนินการที่วิเคราะห์ห้องปฏิบัติการวิจัยมหาวิทยาลัยฟลอริดา การใช้ข้อมูลเหล่านี้ยังไม่มีอินทรีย์ที่คำนวณได้เป็น TKN ลบ NH4 +-N ในขณะที่ P อินทรีย์ที่คำนวณได้เป็นลบ P รวม Ortho-P TKN วัดในทุกชุดและคอลัมน์น้ำชะขณะที่ NH4 +-N และ NO3 - N ถูกวัดเพียง แต่ในครั้งแรกและครั้งสุดท้ายของตัวอย่างน้ำชะขยะ เพราะน้อย NO3 - N ถูกพบในส่วนใหญ่ของตัวอย่าง, TKN จะเรียกว่าที่นี่เป็นยังไม่มีหรือทั้งหมดยังไม่มีเว้นแต่ระบุไว้ ตัวอย่าง biochar และดินมาวิเคราะห์สำหรับ P รวมและเฟวิธีการดังต่อไปนี้ AOAC 985.01 (ashing แห้ง 4 ชั่วโมงที่ 500 ° C แล้วการย่อยอาหารกรดใช้ทั้ง HCl และกรดไนตริก) และอสัณฐานและอัลเฟสกัดจากดินที่ใช้สกัดแอมโมเนียมออกซาเลตต่อไปนี้ McKeague และวัน (1966) วิธีการวิเคราะห์เพิ่มเติมใช้สำหรับลักษณะ biochar รวมทั้งเถ้าและเนื้อหาสารระเหยและความเป็นกรดพื้นผิวที่มีให้ในส่วนข้อมูลเพิ่มเติม2.5 วิธีการทางสถิติและข้อผิดพลาดตัวอย่าง DOC ทั้งหมดถูกทำงานในเพิ่มขึ้นสามเท่าและได้รับการพิจารณาในตัวอย่างที่ซ้ำกันและถูก re-run ถ้าสัมประสิทธิ์การแปรผันเป็น> 5% สำหรับ ICP วิเคราะห์ทุกตัวอย่างที่ 20 ได้รับการทำงานสองครั้ง ประมาณการของความไม่แน่นอนเป็น± 3.46% ในตาเฟ, 6.47% ในอัล, 2.61% ใน NH3, 3.16% และ TKN, 3.16% ใน Ortho-P และ 3.90 รวม P. ถดถอยวิเคราะห์ซึ่งถูกนำมาใช้ในการคาดการณ์ในระยะยาวอัตราการปล่อยสารอาหาร และความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรที่ถูกดำเนินการโดยใช้ Microsoft Excel (MS, 2003) ชุดเครื่องมือ3 ผลลัพธ์3.1 สกัด biochar ชุดในระหว่างการทดลองการสกัดชุดตัวอย่าง biochar สดปล่อยออกมาจำนวนมาก DOC, เอ็นและ P ลงไปในน้ำซึ่งโดยทั่วไปจะลดลงชี้แจงกับเวลาหรือมากขึ้นอย่างถูกต้องมีปริมาณน้ำชะขยะ (รูปที่ 1a, B, C) ความเข้มข้นของสารอาหารที่ปล่อยออกมาจาก biochar ใน 40 มิลลิลิตรแรกของน้ำนอกจากนี้ยังอยู่ระหว่าง 355-4,429 ไมโครกรัม DOC กรัม-1, 0-302 ไมโครกรัมไม่มีกรัม-1 และ 159-1536 ไมโครกรัมกรัม P-1. การสกัดด้วยชุดที่สามหลังจาก 120 มิลลิลิตรของน้ำนอกจากนี้ความเข้มข้นของสารอาหารของ biochars สดทั้งหมดเสถียรที่ช่วง 187-1,255 ไมโครกรัม DOC กรัม-1, 0-73 ไมโครกรัมไม่มีกรัม-1 และ 0-224 ไมโครกรัมกรัม P-1. เริ่มต้นปล่อยของ P มากกว่า N, แต่ลดลงมากขึ้นอย่างรวดเร็วเพื่อที่ยังไม่มีการเปิดตัวยิ่งใหญ่กว่าของ P ในน้ำชะภายหลัง โดยเฉลี่ยอุณหภูมิต่ำ biochars สด (250 ° C) ชะล้างสารอาหารมากขึ้น (66, 67 และ 23% เพื่อ DOC, เอ็นและ P ตามลำดับ) สูงกว่า biochars อุณหภูมิ (650 ° C) และ biochars หญ้าปล่อยสารอาหารมากขึ้น (22 , 86 และ 56% ใน DOC, เอ็นและ P ตามลำดับ) กว่า biochars โอ๊ค biochars สนมักแสดงพฤติกรรมเชิงปริมาณระดับกลางถึงผู้ที่จากไม้โอ๊คและหญ้าของอุณหภูมิ charring เดียวกัน สำหรับความกะทัดรัดผลสน biochar จะไม่ปรากฏในตารางและตัวเลข แต่ถูกนำมาใช้ในการเปรียบเทียบทางสถิติของเทคนิคการสกัดสารอาหาร

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

2.2 . ชุดการทดลองการทดลองเบื้องต้นพบว่าการสกัด
การละลายของสารอาหารจากไบโอชาร์ไม่จํากัดเวลาปรากฏการณ์แต่แปรผกผันกับปริมาณสารสกัด ( เช่นสมดุลจลนศาสตร์ ซึ่งตรงข้ามกับปรากฏการณ์ ) อย่างไรก็ตาม เราพบว่าสมดุลถึงหลังเพียงไม่กี่ชั่วโมงก่อนการสกัด และต้องไม่กี่ทีมนะเพราะเป้าหมายของการวิจัยนี้ เพื่อประเมินจำนวนเงินสูงสุดของสารอาหารอาจจะปล่อยโดยไบโอชาร์ในธรรมชาติ เราใช้ชุดสกัดตัวอย่างต่อเนื่องของไบโอชาร์ในน้ำ ในแต่ละครั้งที่มีการกำจัดและการแทนที่ของน่าน และแต่ละครั้งให้เวลาเพียงพอที่จะเข้าถึงภาวะสมดุล เกี่ยวกับ 05 กรัมของแต่ละไบโอชาร์ตัวอย่างเพิ่ม 40 มล. น้ำกลั่น ( DI ) คล้ายเนื้อเยื่อประสานน้ำในหลอด centrifuge พลาสติก 50 ml และวางไว้ในแนวนอนบนเครื่องปั่นแพลตฟอร์มเชิงกล ( 150 รอบต่อนาที ) ในที่มืด ในวันที่ 1 , 2 , 4 , 10 และ 20 ท่อ คือหนักไฟฟ้า ( 4 , 500 รอบต่อนาที ) และนำถูกลบออกอย่างระมัดระวังผ่านหลอดตัวอย่างที่เหลือก็ชั่งเพื่อหาปริมาณ 40 ml entrained สารละลายและน้ำ DI เพิ่มก่อนรอบต่อไปของการแยกแบทช์ pH ไม่ได้จัดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพราะเราต้องการที่จะช่วยปลดปล่อยธาตุอาหารภายใต้สภาวะธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม พีเอชของน้ำชะจากการสกัดน้ำต่อเนื่องไม่ได้เปลี่ยนแปลงประเภทไบโอชาร์เฉพาะใด ๆ .

เมื่อกำจัดที่นำโซลูชั่นกรอง ( whatman 40 ตัวกรองกระดาษ ) และเก็บในตู้เย็นไม่เกิน 1 สัปดาห์ก่อนการวิเคราะห์ทางเคมี ปริมาณของแต่ละองค์ประกอบที่ถูกชะล้างได้คำนวณเป็นผลิตภัณฑ์ของโซลูชั่น ( สมมติว่ามีปริมาณความหนาแน่นซม. 1 G − 3 ) และความเข้มข้นน้อยกว่าปริมาณของส่วนประกอบที่อยู่ในช่วงเริ่มต้นของกรอง ( ผลิตภัณฑ์ของ entrained ปริมาณและความเข้มข้นของ ที่ก่อนหน้านี้ในน่าน ) สำหรับการเปรียบเทียบ , biochars ยังสกัดโดยใช้ mehlich-1 มาตรฐาน ( M1 ) โซลูชั่นมากกว่า 24 ชม.

2.3 คอลัมน์คอลัมน์ทดสอบการชะละลาย
ทดลองในท่อพีวีซีใสความยาว 30.5 ซม. ( × 75 ซม. ) ฉายที่ฐานกับปรับตาข่าย polypropylene จอและติดตั้งยางกันชนที่ด้านล่างด้วยวาล์วแทรกลงไปแนบกับหลอด สำหรับควบคุมน้ำคอลเลกชัน คอลัมน์บรรจุ 500 กรัมของดินที่บดกับไบโอชาร์ 5 กรัมนี้แทนนอกจากนี้ไบโอชาร์ C เท่ากับ 20% ของดินอินทรีย์คาร์บอนพื้นเมืองและทำคอลัมน์ดิน 15 ซม. ความสูง คอลัมน์ควบคุมการทดลอง ประกอบด้วย 5 กรัมบด 500 กรัมทำความสะอาดไบโอชาร์เผา ( 450 องศา C 3 H ) ทรายควอตซ์ หรือ 500 กรัมดินไม่ไบโอชาร์ .น้ำกลั่นเติมเบาๆ ใช้ระบบสปริงเกอร์ขนาดเล็กกระจายน้ำผ่านผิวดิน ที่เริ่มต้นของแต่ละวิ่งดินอิ่มตัวโดยเติมน้ำเติมคอลัมน์ไปยังระดับของด้านบนของดินและเนื้อทันที ขบวนการเขตน้ำถือความจุของ 10% และ 35% และ 44% สำหรับทรายและดิน กา ตามลำดับ หลังจากนั้นแต่ละคอลัมน์จะถูกชะละลายวันละสามครั้งด้วย 100 มิลลิลิตรของน้ำ DI 0.65 0.45 cm ( รวมปริมาตรรูพรุนของดินกับทราย และคอลัมน์ ดิน กา ตามลำดับ ผลรวมของ 1 – 1.4 ลิตรน้ำเพิ่มคอลัมน์ไป 3 – 4 วันสัปดาห์ ค่าถูกจำหน่ายเคมีวิเคราะห์ก่อนที่จะดำเนินการภายใน 2 สัปดาห์

2.4 . วิธีการวิเคราะห์
ธาตุ C และ N ตามลำดับวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ chns คาร์โล มาวิเคราะห์ ทั้งหมดของการสกัดและคอลัมน์วิเคราะห์ให้หมอวิเคราะห์สารอินทรีย์คาร์บอนทั้งหมด ( Shimadzu toc-5000a ) หลังจากกรด pH 2 – 3 กับ 1 M HCl และ sparging 2 มินกับคาร์บอนเครื่องฟรีเพื่อลบอนินทรีย์ไนโตรเจน ( TKN ทั้งหมด 0 C : N NH4 อินทรีย์ - N ) , NH4 - n3 − ) และทำการวัดโดยใช้วิธีการวิเคราะห์การใช้ EPA ช่องระบายน้ำข้างเรืออย่างต่อเนื่อง 351.2 350.1 , และ 353.2 ตามลำดับ และฟอสฟอรัสทั้งหมด ortho-p ถูกวัดโดยใช้ Spectro ซิรอส CCD อุปนัยคู่พลาสมาสเปกโตรสโคปใช้ EPA และวิธีการ 200.7 365.1 ตามลำดับ ทั้งหมด N และ P ได้ดำเนินการวิเคราะห์ที่ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ มหาวิทยาลัยฟลอริดา การใช้ข้อมูลเหล่านี้อินทรีย์ไนโตรเจนมีค่าเป็นค่าลบ NH4 ) ในขณะที่อินทรีย์ P มีค่าเป็นลบ ortho-p. ปริมาณฟอสฟอรัสมีค่าวัดทุกชุดและคอลัมน์ค่าในขณะที่ NH4 - N , และ 3 − ) เป็นวัดในเบื้องต้นและสุดท้ายอย่างขยะ เพราะน้อย 3 − ) พบว่า กลุ่มตัวอย่างส่วนใหญ่ ทีเคเอ็น จะเรียกว่าที่นี่เป็น N หรือ N ทั้งหมดนอกจากที่ระบุไว้ไบโอชาร์และตัวอย่างดินยังวิเคราะห์ปริมาณฟอสฟอรัสและเหล็กตามวิธีที่ไม่ 985.01 ( วิมเบิลดัน 4 500 ° C H ที่ใช้ทั้งย่อยกรด HCl และกรดไนตริก ) และสัณฐานเหล็กล สกัดจากดินโดยใช้แอมโมเนียมออกซาเลต แยกตาม mckeague และวัน ( 1966 )วิธีการวิเคราะห์เพิ่มเติมใช้ไบโอชาร์ลักษณะรวมทั้งเถ้าและเนื้อหาระเหยกรดและพื้นผิวให้ในส่วนของข้อมูลเพิ่มเติม

2.5 วิธีการทางสถิติและข้อผิดพลาด
ตัวอย่างหมอทั้งหมดถูกเรียกทั้งสามใบ และแน่วแน่ในตัวอย่างที่ซ้ำกัน และจะวิ่ง ถ้าสัมประสิทธิ์ของการแปรผันได้ > 5 % การวิเคราะห์ ICP ,ทุก 20 ตัวอย่างใช้สองครั้ง การประเมินความไม่แน่นอนเป็น± 3.46 ร้อยละ 6.47 % สำหรับ Al , Fe , 2.61 เปอร์เซ็นต์ nh3 , 3.16 % TKN , 3.16 % ortho-p 3.90 และรวมหน้าถดถอยพหุ ซึ่งถูกใช้เพื่อทำนายอัตราการปลดปล่อยธาตุอาหารและระยะยาวความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ที่ถูกวิเคราะห์โดยใช้ Microsoft Excel ( MS , 2003 ) ชุดเครื่องมือ

3 ผลลัพธ์
3.1 . ชุดไบโอชาร์การสกัด
ในระหว่างการทดลองการสกัดตัวอย่างไบโอชาร์สดออกจำนวนมากของหมอ , N และ P ในน้ำ ซึ่งโดยทั่วไปลดลงชี้แจงด้วยเวลา หรือมากกว่าได้อย่างถูกต้อง มีปริมาณน้ำชะมูลฝอย ( รูปที่ 1A , B , C ) ความเข้มข้นของสารอาหารที่ออกโดยไบโอชาร์ในแรก 40 ml เติมน้ำระหว่างไป 4429 μกรัมหมอ G − 1 , 0 n G − 1 กรัม 302 μ 159 μ G P G ถึง 1536 − 1โดยแยกกลุ่มที่สาม หลังจาก 120 ml เติมน้ำ ความเข้มข้นของธาตุอาหาร biochars สดความเสถียรที่ช่วง 187 –ก็μกรัมหมอ G − 1 , 0 – 73 μ g n G − 1 และ 0 ( 224 μ G P G − 1 รุ่นเริ่มต้นของ P มากกว่า N แต่ลดลงอย่างรวดเร็วดังนั้นที่ปลดปล่อยไนโตรเจนสูงกว่าฟอสฟอรัสในน้ำชะทีหลัง เฉลี่ยอุณหภูมิ biochars สด ( 250 ° C ) ชะละลายสารอาหารเพิ่มเติม ( 66 , 67 และ 23% สำหรับ DOC , N และ P ตามลำดับ ) อุณหภูมิสูง ( biochars กว่า 650 ° C ) และหญ้า biochars ปล่อยสารอาหารมากขึ้น ( 22 , 86 และ 56% สำหรับ DOC , N และ P ตามลำดับ ) มากกว่า biochars โอ๊ก .โดยทั่วไปมีพฤติกรรม biochars สนหรือกลางที่ โอ๊ค และหญ้าของเดียวกัน charring อุณหภูมิ สำหรับการใช้คำที่สั้นกระชับ สนไบโอชาร์ผลจะไม่แสดงในรูปตารางและตัวเลข แต่ใช้ในทางสถิติ จากการเปรียบเทียบเทคนิคการสกัดสารอาหาร